鉆井井噴事故案例多媒體

1、鉆井井噴事故案例吐哈鉆井公司培訓(xùn)中心李 林2007年9月一、氣井井噴，不能長時間關(guān)井，不做井口壓力控制東2井井噴事故案例東2井松遼盆地北部綏棱背斜帶，青崗背斜構(gòu)造上的預(yù)探井直井地處：肇東市宣化鄉(xiāng)富榮村、富家圍子屯西南500m目的層：探扶余、相大城子油層，兼探高臺子油層于1988年3月1日開鉆，設(shè)計井深2200米 3月17日鉆至775米，起鉆中發(fā)生第三次井噴 3月29日壓井勝利，報廢處置FZ35x21四通井身與井口四系、三系79125210380467530556698774n4n3n2n1y2+3y1q2+3q18-1/213-3/8x 95m2-7/8x 30m2-7/8x 50m1.00

2、1.15 1.20 1.25 1.30 g/cm3起至490米井噴1p=1.12p=1.20p=1.29759775624起至376米井噴3起至178米井噴2三次井噴鉆井液密度發(fā)生了三次井噴密度1.12g/cm3鉆至624m，起鉆至490m井噴，噴高10m，搶接方鉆桿，打入1.20泥漿壓井勝利，劃眼到井底。密度1.20g/cm3原井深624m，起鉆至178m井涌，搶接方鉆桿，邊循環(huán)、劃眼到井底。后鉆井液調(diào)整到1.29g/cm3，鉆至759m，中途完井電測5天,平安。降鉆井液密度為1.20g/cm3，鉆至775m，起鉆至376m井噴，在三次井噴中流體為氣體。搜集氣泡、氣樣分析97%以上為甲烷第三

3、次第一次第二次214 x 78扶正器1.8m214 x 78扶正器1.8m215鉆頭0.16m214 x 78扶正器1.8m178 x 57減震器4m178 x 78鉆挺9m178 x 78鉆挺108m159 x 78鉆挺27m127 x 109鉆桿第 三 次 井 噴 鉆 柱 結(jié) 構(gòu)鉆頭水眼：9mm*9mm*10mm 第三次井噴，由于等候處置時間較長, 發(fā)生井下井噴，使井噴事故惡化。 3月17日5：08起鉆至376m，鉆具上頂3m，立刻搶接方鉆桿，循環(huán)鉆井液，由于噴勢越來越嚴(yán)重，5：30關(guān)井。鉆井隊接放噴管線，加重泥漿，并等總工趕到。 14:00總工趕到井場時，井噴事故曾經(jīng)惡化已關(guān)井8個半小時

4、約450m噴坑直徑約10米約50m富家圍子屯約2m井口西北偏東約500米處有富家圍子屯屯西約50米處構(gòu)成噴坑直徑約10米，噴高約2米，村中多口水井、菜窖冒氣有一居民家炕底冒氣井口套壓為2.8Mpa(地層已蹩漏)本井穿過兩個斷層，斷點(diǎn)分別為155m和465m第一步:堵漏，影響老百姓生命平安的井下井噴第二步:主井筒壓井處置1、立刻放噴點(diǎn)火，火苗7-8m長噴出聲音象火車開動的聲音2、正注堵漏泥漿即泥漿中混入鋸末和核桃殼50m3，井口蹩壓不超越2Mpa，泥漿漏光，不見效，鉆頭水眼被堵。3、反注井口蹩壓1.5Mpa65m3堵漏泥漿及1700袋速凝水泥發(fā)生井噴第三天治住了井下井噴，富家圍子屯不再冒氣，但主

5、井筒噴勢不減。第一步第二步1、反注套壓控制1Mpa50m3堵漏泥漿、1700袋水泥和10m3石灰乳2、反注井口蹩壓0.1Mpa。清水混配石粉，以最慢速度過四通，使石粉下沉，共注100t石粉鉆桿13-3/8套管火勢變小沒有效果分析：反注是無法在環(huán)空建立有效的液注或封堵層因擔(dān)憂蹩漏不敢進(jìn)展強(qiáng)化施工3、下切割彈從368m處切割，正注2次泥漿26m3，水玻璃6m3，水泥1050袋。治住了井噴，該井報廢歷時12天，施工12次，共用191m3泥漿，4450袋水泥，100t石粉，6m3水玻璃等物資1、氣體來自q2+3高臺子油氣層，裂痕氣。第一次井噴是密度1.12，由于部分鉆開高臺子，井噴、井涌氣量不大。2、

6、氣層壓力梯度約1.15左右，由于1.20泥漿起鉆時，抽吸壓力梯度0.05，在該情況下發(fā)生井噴3、井噴的根本緣由是：鉆井液密度設(shè)計太低1.07-1.15。當(dāng)密度為1.29情況下，做到空井5天，電測平安，后來主管部門要求密度降到1.20，起鉆時又發(fā)生井噴。事后認(rèn)識該井移井位新東2井，用1.27-1.29的鉆井液，歷時15天，順利完鉆 教訓(xùn)1、氣井發(fā)生井涌，不能長時間關(guān)井，不做井口壓力控制。由于天然氣的密度常壓常溫下是水密度的1/1000不到，與鉆井液有劇烈的置換性，滑脫上升，在關(guān)井下氣體是帶壓滑脫上升。該井關(guān)井8小時之多，已發(fā)生井下井噴，套壓2.8Mpa套管鞋處接受壓力梯度為2.9井口處充溢氣體1

7、55m(斷點(diǎn))處接受壓力梯度為1.8 (井口處充溢氣體)地層早已蹩開，不僅要挾著生命平安，使井噴惡化，給壓井任務(wù)帶來較大困難 教訓(xùn)2、發(fā)生溢流、井涌后，應(yīng)立刻關(guān)井，不能敞開井口循環(huán)，使氣體侵入加劇。該井接完方鉆桿后還敞開井口循環(huán)22分鐘，出現(xiàn)不可拾掇的地步才關(guān)井。3、壓井過程應(yīng)維護(hù)好鉆頭水眼，使其暢通。4、氣體的可緊縮性決議，發(fā)生溢流到井涌時間較長，從井涌到井噴是瞬間之事。及時檢測溢流是井控的重要的第一關(guān)。 二、發(fā)生井噴尤其是氣體井噴，首先堅持井底壓力略大于產(chǎn)層壓力，嚴(yán)防繼續(xù)發(fā)生流體侵入.-不能盲目的放噴/卸壓。 本次，集團(tuán)公司組織的井控檢查，看到塔里木油區(qū)構(gòu)成了完好的、先進(jìn)的關(guān)井、壓井技術(shù)，

8、塔里木油區(qū)在極端復(fù)雜的地下、地面條件下，今年上半年遭遇了21次井涌/溢流，都正確處置，為中油集團(tuán)的井控平安做了奉獻(xiàn)。這些先進(jìn)的關(guān)井、壓井技術(shù)來之不易。為了加深印象，回想一下迪那2井井噴失控事故迪那2井是山前構(gòu)造帶東秋立塔克構(gòu)造帶的探井.2000年8月5日，由大慶鉆井公司即第五勘探公司承鉆。 發(fā)生井噴時間：2001年4月19日4:28 9-5/8技術(shù)套管下深 4*m(缺資料) 鉆井液密度 1.85g/cm3 發(fā)生溢流井深 4875.59m 鉆開目的層0.2m 第一次發(fā)生溢流1.2-4.3m3，關(guān)井0:06分鐘，立壓14Mpa， 套壓16Mpa 開節(jié)流閥，套壓降為8Mpa，又發(fā)生溢流，溢流量22.

9、7m3 5:15;立壓升為27Mpa，套壓33Mpa事故惡化的緣由根據(jù)初次關(guān)井立壓,產(chǎn)層壓力應(yīng)為：102.4Mpa壓力系數(shù)2.14環(huán)空氣柱高110m左右，環(huán)空泥漿柱回壓86.4Mpa由于井筒欠壓8Mpa25Mpa情況下卸壓，又產(chǎn)生了17.7m3溢流，總溢流量到達(dá)22.7m3，使環(huán)空井底處構(gòu)成1050m的氣柱由于欠壓泄壓，呵斥溢流量大，井口壓力過高，為以后的處置添加難度?？梢粤私猱?dāng)事人的心態(tài)：防噴器安裝為70Mpa，遇到102.4Mpa氣層，心里荒了神。 溢流初期應(yīng)采取壓回去的方法，由于溢流量少，井口壓力又不高，產(chǎn)層聯(lián)通性好，可以做到但要嚴(yán)防壓漏。盡量減少井筒內(nèi)已流入進(jìn)來的氣，然后采取重泥漿壓井

10、。事后評頭論足一、開闊視野,準(zhǔn)確掌握國際鉆井工程HSE管理趨向 在HSE方面，委內(nèi)瑞拉同國際接軌，體系完好、制度健全、措施有力、考核嚴(yán)厲，一直圍繞著以人為本這一管理理念。三、關(guān)井初期準(zhǔn)確求立壓、套壓、溢流量等數(shù)據(jù)，為確定正確壓井提供根據(jù)。清溪1井井噴、壓井情況 清溪1井是中石化勝利黃河鉆井三公司70158隊承鉆的探井，地處四川宣漢縣清溪鎮(zhèn)七村. 構(gòu)造-四川盆地川東斷褶帶清溪構(gòu)造高點(diǎn) 設(shè)計井深5620米 目的層：主探石炭系，兼探嘉陵江組、飛仙關(guān)組、長興組、茅口組及陸相層系4500m4000m3000m2000m1000m13-3/8x 600m5-1/2鉆桿4-3/4鉆鋌及旁通閥止回閥7-5/8

11、x 4260m10-3/4x 3067m20 x 15m4285m裸眼25m抗內(nèi)壓87Mpa抗內(nèi)壓51.3Mpa3-1/2鉆桿4194m4275m鉆桿內(nèi)容積:35.32m3環(huán)空體積:115.75m3井身構(gòu)造及鉆柱套管程序鉆具組合飛仙關(guān)組2609m井口FH35-7035-1052FZ35-1052FZ35-105105Mpa5-1/2半封3-1/2 半封剪切 全封 2006年12月17日第四次開鉆(上層套管下深4261m,底腳破壓梯度1.92),12月20日2:15用:1.60g/cm3鉆至4285m,鉆速忽然變快,鉆進(jìn)0.38m,發(fā)生溢流1.5m3,立刻關(guān)井,套壓20Mpa壓力系數(shù)高:1.85

12、左右后來逐漸認(rèn)識壓力窗口小:破壓系數(shù)1.92產(chǎn)量大:150-200萬m3/日 1600m的3-1/2鉆桿，內(nèi)阻大10-3/4套管抗內(nèi)壓強(qiáng)度低51.3Mpa階梯型井眼，在高速氣流作用下泥漿容易被分散霧化，很難構(gòu)成液柱壓井難度井噴2914m4261m4285m1682481612022/8/2721前期壓井1、正注54m3平均1.75g/cm3，反注100m3泥漿。停泵蹩壓19Mpa，再用1.80g/cm3泥漿節(jié)流循環(huán)35m3，立壓變?yōu)?，套壓16.84Mpa將地層蹩漏2、控制套壓8Mpa，正注堵漏泥漿20m3 密度1.70g/cm3，漏失15m3。3、節(jié)流循環(huán)套壓 *)又發(fā)生溢流2m3，立刻關(guān)井

13、套壓升為56Mpa，翻開三條放噴管線放噴，套壓4-5Mpa. 前期沒有求立壓和溢流量，地層壓力不清，無法確定壓井泥漿密度。壓井中把地層蹩漏2022/8/2722第一次搶險壓井正循環(huán)壓井正注： :2.05g/cm3泥漿250m3，排量2m3/min，立壓30-40Mpa，套壓12Mpa，噴出霧狀泥漿關(guān)井套壓42Mpa4條管線放噴正穩(wěn)或套壓降至能從環(huán)空擠注的條件下，反注重泥漿并跟緊水泥漿封井目的:2.002.05g/cm3泥漿800m3.預(yù)備壓井平衡點(diǎn)法失敗緣由節(jié)流閥沖蝕，套壓只能控制到12Mpa鉆柱內(nèi)阻太大，鉆桿循環(huán)頭壓力等級只需50Mpa , 只能做到壓井排量2.0m3/min2022/8/2

14、723第二次搶險壓井此次壓井曾時田等川局資深專家參與經(jīng)過整改第一次存在的問題，確定強(qiáng)化平衡液注的構(gòu)成。方案預(yù)備2.00-2.40g/cm3泥漿1000m3控制最高泵壓49Mpa控制最高套壓40Mpa堅持3.0-4.0m3/min排量正注2.2g/cm3泥漿380m3，套壓由37Mpa降至8-9Mpa，立壓13Mpa，壓井即將勝利時。指揮人員聽到放噴器處忽然傳來兩聲悶響，便決議翻開5條放噴管線放噴。壓井2022/8/2724第三次搶險壓井此次壓井孫真純中石油資深專家任副總指揮正注清水200m3正注2.20g/cm3泥漿500m3控制泵壓65Mpa，套壓40Mpa排量2.5-4.0m3/min反注

15、1.90-2.20g/cm3泥漿，控制套壓40Mpa反注水泥漿90m3進(jìn)入7-5/8套管，排量2.0-3.0m3/min，接著正反注水泥漿進(jìn)入地層時稠化初凝止，控制套壓40Mpa，立壓65Mpa方案按施工方案施工，壓井、封井勝利2022/8/2725認(rèn)識1、關(guān)井初期正確求立壓、套壓、溢流量是關(guān)鍵，可以防止壓井的盲目性。在近鉆頭處安裝止回閥時求立壓，還要思索泥漿中壓力的傳播時間。2、平衡點(diǎn)法建立液注，關(guān)鍵是強(qiáng)化施工如排量、套壓等。因此，要盡量排除系統(tǒng)中存在的薄弱部位。3、井深構(gòu)造有缺陷，從井口至3067m之間10-3/4套管抗內(nèi)壓只需51.3Mpa，不僅為壓井中強(qiáng)化施工設(shè)立了一道屏障，而且即使壓

16、井勝利，：1.85時3067m處內(nèi)壓為55.66Mpa，本井也只能以封堵壓井報廢，對此中石化指點(diǎn)開場還不贊同。 四、處置井噴嚴(yán)防爆炸與著火葡9-4-47井井噴爆炸案例 葡9-4-47井是大慶長垣葡萄花構(gòu)造油田上的一口開發(fā)井今大慶油田公司采油七廠，廠部北 1976年5月，大慶鉆井指揮部一大隊12100隊承鉆，于5月9日鉆至990m，完鉆之后起鉆，在淺氣層部位抽吸，發(fā)生井噴。在搶險中引起爆炸，21人坐“土飛機(jī)，其中18人被燒傷(井口構(gòu)成噴坑鉆機(jī)掉入)。 中油集團(tuán)對淺氣層，沒有明確的說法規(guī)定可以了解為： 比目的層即開采層埋藏淺的，沒有開采價值的氣層不是成片聯(lián)通的、穩(wěn)定的、一定儲量的地層 不按埋藏深度

17、，只以相對深度的說法。如四川油區(qū)1500m左右的零星氣層叫淺氣層，而青海油區(qū)500m的主力氣層不叫淺氣層。 淺氣層是一種叫法，并不等于埋藏深度淺的氣層淺氣層 淺氣層分布圖例平面上橫向上 松遼盆地的淺氣層埋藏200-700m不等，主要是嫩江組4段-3段的黑帝廟層橫向上分布無規(guī)律，以巖性砂體控制的“土豆?fàn)罘植迹瑢︺@井而言是“遭遇戰(zhàn)由于埋藏淺，對井筒壓力變化敏感，而且反響迅速由于“土豆?fàn)钌绑w體積有限，所噴的氣體剛好夠燒毀一部鉆機(jī)/噴坑夠淹沒一套鉆機(jī) 48m9m嚴(yán)防抽吸 由于淺氣層對井筒壓力變化敏感，鉆頭處于淺氣層部位或其上一定范圍內(nèi)，抽吸是井噴的主要緣由。 以葡9-4-47井為例鉆頭尺寸：213鉆桿

18、：4-1/2“10.98mm，即外徑114mm，內(nèi)徑92mm。當(dāng)鉆頭處于淺氣層部位時抽吸9m即一個單根1、鉆頭下部瞬時構(gòu)成真空，將把氣體引入到井內(nèi)2、鉆桿內(nèi)泥漿順鉆頭水眼下去填滿鉆頭下部真空部位，那么鉆桿內(nèi)泥漿下移35m。3、設(shè)淺氣層埋深500m，等同于鉆井液密度減少0.087g/cm3 (設(shè)計鉆井液密度1.25g/cm3).以葡9-4-47井為例鉆頭尺寸：213鉆桿：4-1/2“10.98mm，即外徑114mm，內(nèi)徑92mm。當(dāng)鉆頭處于淺氣層部位時抽吸9m即一個單根500m抽吸時很難發(fā)現(xiàn)溢流,溢流只需229L 抽吸緣由井筒某處縮徑縮徑緣由1、地層塑性流動2、高浸透層結(jié)厚濾餅3、水敏地層，水化

19、膨脹 大慶長垣嫩四、嫩三地層正是易膨脹的水敏性泥巖層 葡9-4-47井井噴1976年5月6日開鉆 打?qū)Ч?m。土池子,泥漿循環(huán) 鉆頭外徑213mm，下三個扶正器外徑206mm 淺氣層位置：396512m 完鉆井深：990m 設(shè)計鉆井液密度：1.201.25g/cm3 5月9日完鉆，起至500m左右，因抽吸，管內(nèi)井噴，噴高15-20m導(dǎo)管2m396m512m500m990m213 爆炸當(dāng)日晚6:30正是鉆井隊開消費(fèi)碰頭會，主要骨干集中在隊部開會，聽到“井噴，骨干來不及穿工衣、工鞋，就直奔鉆臺。搶接方鉆桿多次，均沒有對上扣。由于多次急殺車，離井口6米處的總離合器惰性剎帶冒火星，鉆臺頓時發(fā)生爆炸。鉆

20、臺21名骨干及當(dāng)班人員，全部飛掉。其中18名燒傷住院。防爆 天然氣特性決議。天然氣在空氣中濃度體積5-15%為爆炸，即低于5%不燃不爆，高于15%只燃不爆因此APIRP54和SY/T6228“油氣井鉆井及修井作業(yè)職業(yè)平安的引薦做法中明確了：以井口及泥漿罐面1.5m以內(nèi)為1級1區(qū)以井口及泥漿罐面3m以內(nèi)為1級2區(qū)目前最大危險是司鉆控制室內(nèi)的SCR操作箱、頂驅(qū)操作箱、變頻鉆機(jī)PLC插接箱、儀表箱的正壓防爆被人忽視 淺氣層部位抽吸很難發(fā)現(xiàn)一是 由于縮井段是松軟地層，懸重?zé)o明顯添加為防止抽吸鉆井措施上： 1、防止構(gòu)成縮井段。能夠淺氣層上部井段稍大一點(diǎn)鉆頭鉆井,留有地層膨脹余地；能夠淺氣層上部易縮井段，反復(fù)劃眼。 2、察看抽吸從轉(zhuǎn)盤口往下看環(huán)空液面變化認(rèn)識二是 溢流量只需幾百升，很難計量(本井只需224L). 管內(nèi)